package week_09;

import java.util.Deque;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;

/**
 * 773. 滑动谜题
 * 在一个 2 x 3 的板上（board）有 5 块砖瓦，用数字 1~5 来表示, 以及一块空缺用 0 来表示.
 * <p>
 * 一次移动定义为选择 0 与一个相邻的数字（上下左右）进行交换.
 * <p>
 * 最终当板 board 的结果是 [[1,2,3],[4,5,0]] 谜板被解开。
 * <p>
 * 给出一个谜板的初始状态，返回最少可以通过多少次移动解开谜板，如果不能解开谜板，则返回 -1 。
 * <p>
 * 示例：
 * <p>
 * 输入：board = [[1,2,3],[4,0,5]]
 * 输出：1
 * 解释：交换 0 和 5 ，1 步完成
 * 输入：board = [[1,2,3],[5,4,0]]
 * 输出：-1
 * 解释：没有办法完成谜板
 * 输入：board = [[4,1,2],[5,0,3]]
 * 输出：5
 * 解释：
 * 最少完成谜板的最少移动次数是 5 ，
 * 一种移动路径:
 * 尚未移动: [[4,1,2],[5,0,3]]
 * 移动 1 次: [[4,1,2],[0,5,3]]
 * 移动 2 次: [[0,1,2],[4,5,3]]
 * 移动 3 次: [[1,0,2],[4,5,3]]
 * 移动 4 次: [[1,2,0],[4,5,3]]
 * 移动 5 次: [[1,2,3],[4,5,0]]
 * 输入：board = [[3,2,4],[1,5,0]]
 * 输出：14
 */
public class SlidingPuzzle_773 {
    public int slidingPuzzle(int[][] board) {
        // bfs -> A* 走过路径+代价最小
        int[] dx = new int[]{-1, 0, 0, 1};
        int[] dy = new int[]{0, -1, 1, 0};
        Map<Integer, Integer> dist = new HashMap<>();
        dist.put(hash(board), 0);
        int[][] end = new int[][]{{1, 2, 3}, {4, 5, 0}};
        int endHash = hash(end);
        Deque<int[][]> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(board);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[][] top = queue.pop();
            int x = idx0(top)[0];
            int y = idx0(top)[1];
            System.out.println("--------------------------");
            System.out.println(hash(top));
            printBoard(top);
            if (hash(top) == endHash) return dist.get(hash(top));
            int depth = dist.get(hash(top));
            for (int k = 0; k < 4; k++) {
                int nx = x + dx[k];
                int ny = y + dy[k];
                if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= 2 || ny >= 3) continue;
                int[][] clone = clone(top);
                swap(clone, x, y, nx, ny);
                if (!dist.containsKey(hash(clone)) || dist.get(hash(clone)) > depth + 1) {
                    dist.put(hash(clone), depth + 1);
                    queue.offer(clone);
                }
            }
        }
        return -1;
    }

    public int[][] clone(int[][] board) {
        int[][] newBoard = new int[2][3];
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                newBoard[i][j] = board[i][j];
            }
        }
        return newBoard;
    }

    private void swap(int[][] board, int x, int y, int nx, int ny) {
        if (x == nx && y == ny) return;
        int tmp = board[x][y];
        board[x][y] = board[nx][ny];
        board[nx][ny] = tmp;
    }


    public int[] idx0(int[][] board) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                if (board[i][j] == 0) return new int[]{i, j};
            }
        }
        return new int[]{-1, -1};
    }

    public int hash(int[][] board) {
        int hash = 0;
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                hash = hash * 10 + board[i][j];
            }
        }
        return hash;
    }

    public void printBoard(int[][] board) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                System.out.print(board[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[][] board = new int[][]{{1, 2, 3}, {4, 5, 0}};
        SlidingPuzzle_773 test = new SlidingPuzzle_773();
        int ans = test.slidingPuzzle(board);
        System.out.println(ans);
    }

}
